JP2015020243A - インパクト回転工具及びインパクト回転工具用先端アタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】締め付けトルクをより高精度に検出することができるインパクト回転工具を提供する。【解決手段】駆動源の動力をパルス状のトルクに変化させてインパクト力を発生させるインパクト力発生部１７と、発生した前記インパクト力によりパルス状のトルクを先端工具に伝達する主軸２１と、主軸２１に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部を構成する軸トルクセンサ２６及び軸トルク測定部４１と、主軸２１の回転角を測定する回転角測定部を構成する回転エンコーダ２７及び回転角算出部４２と、測定した回転角を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出するトルク算出部と、前記締め付けトルクを基に前記モータ１５を制御する制御部３０とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、インパクト回転工具及びインパクト回転工具用先端アタッチメントに関するものである。

インパクト回転工具は、駆動源の一例であるモータの回転出力を減速機構で減速した回転をハンマの打撃や油圧によりパルス状の衝撃トルクに変換し、衝撃トルクによって締め付け作業や弛緩作業を行う工具である。インパクト回転工具によれば、減速機構のみを用いた回転工具と比較して高いトルクが得られるために作業性が向上する。そのため、インパクト回転工具は、建築現場や組立工場などで幅広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。

インパクト回転工具では、高いトルクによって対象物が締め付けられ過ぎる場合がある一方で、こうした締め過ぎを避けるために、対象物が緩めに締め付けられて、ボルトやねじ等の対象物が所望の強さで固定されない場合もある。

そこで、インパクト回転工具では、所定のトルクで対象物の締め付けを行うために、軸部に設けたトルクセンサ等のセンサによりトルクを測定する。そして、センサの出力値に基づくトルクが目標トルク等の所定トルクに達すると、モータの駆動が停止される。

特開２０１２−２０６１８１号公報

ところで、上記のようなインパクト回転工具では、軸部に加わるトルクを測定しているが、実際の締め付けトルクを測定トルクから算出することが難しく、対象作業によっては全く異なる締め付けトルクで停止する虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、締め付けトルクをより高精度に算出することができるインパクト回転工具及びインパクト回転工具用先端アタッチメントを提供することにある。

上記課題を解決するために、インパクト回転工具は、駆動源の動力をパルス状のトルクに変化させてインパクト力を発生させるインパクト力発生部と、発生した前記インパクト力によりパルス状のトルクを先端工具に伝達する軸部と、前記軸部に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部と、前記軸部の回転角を測定する回転角測定部と、測定した前記回転角を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出する算出部と、前記締め付けトルクを基に前記駆動源を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

また上記構成において、前記算出部は、前記締め付けトルクをＴ、測定トルクをＴｓ、慣性モーメントをＩ、角加速度をαとした場合に、Ｔ＝Ｔｓ×Ａ−Ｉ×α×Ｂ＋Ｃ （但し、Ａ，Ｂ，Ｃは係数）を用いて前記締め付けトルクを算出することが好ましい。

また上記構成において、前記算出部は、前記回転角測定部により測定された前記回転角の近似曲線を算出し、前記近似曲線の２回微分を行うことで前記角加速度を算出することが好ましい。

また上記構成において、前記算出部は、前記回転角の近似曲線を２次の近似曲線として算出し、算出した２次の前記近似曲線の２回微分を行うことで前記角加速度を算出することが好ましい。

また上記構成において、前記算出部は、前記測定トルク及び前記角加速度として、それぞれ所定期間内における値の平均値を用いることが好ましい。
また上記構成において、前記算出部は、直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する締まり期間を少なくとも一部含んだ期間で前記回転角の近似曲線を算出することが好ましい。

また上記構成において、前記トルク測定部によって測定される測定トルクは、前記所定時間内におけるピーク値であることが好ましい。
上記課題を解決するために、インパクト回転工具用先端アタッチメントは、インパクト回転工具で発生したインパクト力を先端工具に伝達する軸部に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部と、前記軸部の回転角を測定する回転角測定部と、測定した前記回転角を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出する算出部と、を備えたことを特徴とする。

本発明のインパクト回転工具及びインパクト回転工具用先端アタッチメントによれば、締め付けトルクをより高精度に算出することができる。

実施形態におけるインパクト回転工具の模式側断面図である。 インパクト回転工具の電気的構成を示すブロック図である。 インパクト回転工具の動作の一例を示すフローチャートである。 （ａ）軸トルクセンサ出力を示すグラフであり、（ｂ）は回転エンコーダのパルス信号を示すグラフであり、（ｃ）は軸部回転に伴う角度変化を示すグラフである。 トルク算出部から出力される電圧信号の波形を示すグラフである。 別例におけるインパクト回転工具の角加速度の算出方法について説明する 別例におけるインパクト回転工具とインパクト回転工具用先端アタッチメントについて説明するための模式側断面図である。

以下、インパクト回転工具の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、インパクト回転工具１１は、把持可能な手持ち式であり、例えばインパクトドライバーあるいはインパクトレンチ等である。インパクト回転工具１１の外装を形成する本体ハウジング１２は、有底筒状の胴部１３と、胴部から延出するハンドル部１４とを備える。ハンドル部１４は、胴部１３の軸線に対して交差する一方向であって、図１における下方に向かって胴部１３から延びている。

胴部１３内の基端部側であって、図１における右側の位置には、駆動源の一例としてのモータ１５が配設されている。モータ１５は、モータ１５の回転軸線が胴部１３の軸線に一致し、かつ、モータ１５の出力軸１６が胴部１３の先端側を向くように胴部１３内に配設される。モータ１５は、例えばブラシモータ又はブラシレスモータ等の直流モータである。モータ１５の出力軸１６には、インパクト力発生部１７が接続されている。インパクト力発生部１７は、モータ１５の回転動力をパルス状のトルクに変換してインパクト力を発生させる。

インパクト力発生部１７は、モータ１５側から順に減速機構１８と、ハンマ１９と、アンビル２０と、軸部の一例である主軸２１とを備える。
減速機構１８は、モータ１５の回転を所定の減速比で減速させて必要なトルクを得る。ハンマ１９には、減速機構１８により減速されてトルクが高められた回転力が伝達される。アンビル２０は、ハンマ１９によって打撃される。主軸２１には、ハンマ１９の打撃によって回転力が衝動的に印加される。なお、主軸２１はアンビル２０の一部としてアンビル２０に一体形成されてもよいし、アンビル２０とは別に形成された主軸２１がアンビル２０に固定された構成としてもよい。

ハンマ１９は、減速機構１８の出力により回転する駆動軸２２に取り付けられている。ハンマ１９は、駆動軸２２に対して回転自在であり、かつ、駆動軸２２に沿って前後方向にスライド可能である。また、ハンマ１９は、減速機構１８とハンマ１９との間に介装されたコイルばね２３の弾性力により、図１における左方側である胴部１３内の先端側へ付勢され、アンビル２０と当接する位置に配置される。

ハンマ１９には、アンビル２０に向けて延びる一対の当接部１９ａが周方向に沿って等配され、各当接部１９ａは、アンビル２０の径方向へ延出する当接部２０ａと周方向にて当接する。減速機構１８によって減速された駆動軸２２の回転は、ハンマ１９とアンビル２０とが当接部１９ａ，２０ａの当接を介して一体に回転することにより、アンビル２０と同軸の主軸２１に伝達される。胴部１３の先端部であって、図１における左端部には、ソケット孔に挿着された状態で先端工具２４を着脱するチャック部１３ａが設けられている。

先端工具２４の回転によりボルト又はねじ等の締結部材の締め付けが進んだときには、例えば、締結部材の締め付け始め等と比べて、主軸２１に加わる負荷が大きい。あるいは、先端工具２４の回転によりボルト又はねじ等の締結部材の緩めが進んだときには、例えば、締結部材の緩め始め等と比べて、主軸２１に加わる負荷が小さい。そして、ハンマ１９とアンビル２０との間に所定以上の力が加わった状態では、ハンマ１９はコイルばね２３を圧縮しつつ駆動軸２２に沿って後方であって、図１では右方へ移動する。ハンマ１９が、こうした移動によってアンビル２０に対して一定以上回動すると、コイルばね２３の圧縮力が開放されることによって、ハンマ１９は、回転しながらコイルばね２３の付勢力によりアンビル２０を打撃する。ハンマ１９の打撃は、主軸２１が受ける負荷によって、アンビル２０に対してハンマ１９が一定以上回動する度に繰り返される。こうしたハンマ１９によるアンビル２０の打撃は、インパクトとして締結部材に作用する。

図１に示されるように、インパクト回転工具１１の主軸２１には、軸トルクセンサ２６と、回転エンコーダ２７とが取り付けられている。
軸トルクセンサ２６は、例えばねじり歪みの検出が可能な磁歪式歪センサであり、主軸２１にトルクが加わることにより発生する軸の歪に応じた透磁率の変化を非回転部分に設置されたコイルで検出し、歪に比例した電圧信号を出力する。軸トルクセンサ２６の出力する電圧信号がトルクに対応するトルク検出信号Ｓ１（図４（ａ）参照）であり、トルク検出信号Ｓ１は、軸トルクセンサ２６から本体制御回路３０の軸トルク測定部４１へ出力される。

回転エンコーダ２７は、主軸２１の回転により、２相のパルスを回転角算出部４２に出力し、回転角算出部４２で角度変化に変換される。
ハンドル部１４には、トリガレバー２９が設けられ、操作者によってトリガレバー２９が操作されることによって、インパクト回転工具１１は駆動される。また、ハンドル部１４の下端部には、略四角箱状の収容ケースからなる電池パック装着部３１が着脱可能に設けられ、電池パック装着部３１内には、二次電池である電池パック３２が収容されている。インパクト回転工具１１は、電池パック３２を駆動用電源とする充電式である。電池パック３２は電力線３３を通じて本体制御回路３０に接続されている。

モータ１５には、モータ１５の回転速度を検出する速度検出部３４が設けられている。速度検出部３４は、例えば、モータ１５の回転数に比例した周波数を有する周波数信号を生成する周波数ジェネレータとして具体化される。速度検出部３４は、例えば、回転エンコーダ等でもよく、モータ１５がブラシレスモータである場合には、速度検出部３４は、ホールセンサでもよく、ホールセンサの信号や逆起電力によって回転速度を検出することができる。速度検出部３４は、回転速度に対応する信号を本体制御回路３０に出力する。

本体制御回路３０は、リード線３５によってモータ１５に対して電気的に接続されて、モータ１５の駆動等を制御する。また、本体制御回路３０には、トリガレバー２９の操作を検知するトリガースイッチが電気的に接続されている。

本体制御回路３０は、操作者がトリガレバー２９を操作しているときに、トリガレバー２９の引き込み量に応じてモータ１５の回転速度を変化させる等の制御を行う。本体制御回路３０は、モータドライバを介してモータ１５への通電を制御し、モータ１５の回転制御及びトルク設定を行う。さらに、本体制御回路３０は、軸トルクセンサ２６の出力と回転エンコーダ２７の出力を用いて算出した算出トルク値がトルク設定値を超えた場合に停止信号等を出力するようになっている。

本体制御回路３０は、リード線３５によってモータ１５に対して電気的に接続されて、モータ１５の駆動等を制御する。また、本体制御回路３０には、軸トルクセンサ２６及び回転エンコーダ２７からの信号を本体制御回路３０に入力する信号線３６，３７が接続されている。

次に、図２を参照してインパクト回転工具の電気的構成を説明する。
図２に示すように、インパクト回転工具１１は、軸トルクセンサ２６と回転エンコーダ２７と、本体制御回路３０とを備える。

本体制御回路３０は、軸トルクセンサ２６から出力された信号が入力されて、アンビル２０又は主軸２１に加わるトルク（測定トルク）を算出する軸トルク測定部４１と、回転エンコーダ２７から出力された信号を入力し回転角を算出する回転角算出部４２とを備える。さらに本体制御回路３０は、回転角算出部４２によって算出された回転角を基に角加速度を算出する角加速度算出部４３と、先端工具２４の回転軸回りの慣性モーメントを入力する慣性モーメント設定部４４と、測定トルクと角加速度と慣性モーメントを基に締め付けトルクを算出するトルク算出部４５を備える。なお、慣性モーメントとしては、慣性モーメントそのものであってもよいし、それに順ずる値や比例する値を採用してもよい。また、本実施形態の本体制御回路３０は、軸トルク測定部４１によって算出された測定トルクのうちの１打撃分の波形がバッファ部４６に蓄積されるようになっている。

また、本体制御回路３０は、モータ１５のトルク管理及び速度制御等を行う制御部５０を備える。制御部５０は、締め付けトルクの目標値となる設定トルクを設定するトルク設定部５１を備える。

トルク設定部５１は、例えば、ボリューム等から構成され、制限速度算出部５３及び停止判定部５５と電気的に接続されている。モータ１５の駆動を停止させる際の設定トルクは、操作者によるトルク設定部５１の操作によって設定される。トルク設定部５１は、例えば、設定トルクの±１０％の範囲内に目標トルクＴｏ（図５参照）を設定する。トルク設定部５１は、設定トルクそのものを目標トルクＴｏとする構成でもよい。なお、本実施形態では、目標トルクＴｏが、所定のトルク値の一例に相当する。

制御部５０は、モータ１５の回転速度を測定するモータ速度測定部５２と、制限速度を算出する前記制限速度算出部５３と、モータ１５の駆動を制御するモータ制御部５４とを備える。本体制御回路３０にはＣＰＵが設けられ、制御部５０は、例えば、ＣＰＵが制御用プログラムを実行することにより各部５２〜５４が構築されるソフトウェアからなる。なお、制御部５０を構成する各部５２〜５４は、ＡＳＩＣ等の集積回路によりハードウェアで構成されたり、各部５２〜５４における一部がソフトウェアで構成され、かつ、その他の一部がハードウェアで構成されたりしてもよい。

モータ速度測定部５２は、速度検出部３４から入力した速度に対応する信号に基づきモータ１５の回転速度を測定する。制限速度算出部５３は、測定されたモータ１５の回転速度と予め設定されている目標トルクＴｏとを入力し、目標トルクＴｏの大きさに応じて、トリガレバー２９を引いた時のモータ１５の回転速度の制限速度を算出する。モータ制御部５４は、モータ１５の回転速度を制限速度以下に制限するようにモータ１５の駆動を制御する。つまり、モータ制御部５４は、目標トルクＴｏが小さいときには、トリガレバー２９を最大限に引いても、モータ１５を最高速度に達しない速度に制限する。

本体制御回路３０は、トルク算出部４５で算出したトルク値が目標トルクに達したか否かを判定する停止判定部５５を備える。また本体制御回路３０は、停止時のトルク値などを記録する記録部５６を備える。

次に、本実施形態のインパクト回転工具１１の作用を説明する。
例えば、操作者がボルトやねじ等を締め付ける時には、予めトルク設定部５１が操作されて設定トルクが設定される。

図１〜図３に示すように、トリガレバー２９が操作されてトリガースイッチ（図示略）がオン状態とされると（ステップＳ１０）、制御部５０は、トルク設定部５１によって設定された設定トルクと慣性モーメント設定部４４によって設定された慣性モーメントを確認する（ステップＳ１１）。

そして、停止判定部５５は、前記トルク設定部５１によって設定された設定トルクに基づいて閾値である目標トルクＴｏを設定する（ステップＳ１２）。次いで、制御部５０のモータ制御部５４は、モータ１５に駆動電流を供給してモータ１５を駆動させる（ステップＳ１３）。

次いで、本体制御回路３０の軸トルク測定部４１は、軸トルクセンサ２６によって検出されたトルク検出信号Ｓ１を常時取得する（ステップＳ１４）。軸トルク測定部４１は、一時記憶領域であるバッファ部４６に１打撃分のトルク検出信号Ｓ１を出力して、バッファ部４６は１打撃分のトルク検出信号Ｓ１を蓄積していく（ステップＳ１５）。

また、本体制御回路３０の回転角算出部４２は、回転エンコーダ２７によって検出されたＡ相、Ｂ相のパルス信号（回転エンコーダ信号）Ｓａ，Ｓｂを取得する（ステップＳ１６）。ちなみに図４（ｂ）に示すように、各パルス信号Ｓａ，Ｓｂはそれぞれ９０度位相のずれた矩形波状の信号である。

次いで、回転角算出部４２は、回転角度（回転角）を算出する（ステップＳ１７）。ここで、その回転角度の変化の一例について説明すると、図４（ｃ）に示すように、衝撃により回転角度が増える。具体的には、アンビル２０が回転駆動されると、まずアンビル２０と先端工具２４間、先端工具２４と締結部材間の回転ガタが詰まり、締結部材等が若干ねじれることで回転角度が増える（区間Ｐ１）。次いで、締結部材が実際に締まることでさらに回転角度が増える（区間Ｐ２）。そして、締結部材が締まらなくなった後は、締結部材等のねじれがもどり、さらに回転ガタができ始めることにより回転角度が減る（区間Ｐ３）。

次いで、角加速度算出部４３は、締結部材が実際に締まりだす締まり期間である区間Ｐ２を算出する（ステップＳ１８）。ここで、区間Ｐ２としては、直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する区間として、角加速度算出部４３は区間Ｐ２を算出する。

次いで、トルク算出部４５は、角加速度算出部４３によって算出された締まり期間である区間Ｐ２に基づいてトルクの算出期間を設定する（ステップＳ１９）。次いで、トルク算出部４５は、バッファ部４６に蓄積された１打撃分の波形（トルク検出信号Ｓ１）の内で区間Ｐ２の範囲におけるトルク値の平均値を測定トルクＴｓとして算出する。

また、角加速度算出部４３は、締まり期間である区間Ｐ２に基づいて回転角度の算出期間を設定する（ステップＳ２１）。次いで、角加速度算出部４３は、区間Ｐ２の範囲における回転角度θのデータから角加速度αを算出する。角加速度αの算出方法として、まず、前記区間Ｐ２の範囲での２次の近似曲線を作成する。２次近似曲線の式は次式で表される。

ここで、角加速度αは、角度θの２回微分で導出されることから次式で角加速度αを算出することができる。

ちなみに、角加速度αは、締まり期間である区間Ｐ２においても変動する虞があるが、角加速度αの算出を容易とするため、また区間Ｐ２での平均的な値を得るという考えのもと、区間Ｐ２では角加速度αを一定として導出している。

次いで、角加速度算出部４３で算出された角加速度αがトルク算出部４５に出力される。トルク算出部４５では、自身で算出した区間Ｐ２における測定トルクＴｓと、入力された角加速度αと、慣性モーメント設定部４４から入力される回転モーメントＩにより締め付けトルクＴを算出する。トルクＴは次式で算出することができる。但し、次式のＡ，Ｂ，Ｃは調整（補正）用の係数であって、この係数は調整等が不要であればＡ＝１，Ｂ＝１，Ｃ＝０として考えてもよい。

ここで、打撃毎に算出した締め付けトルクＴが単調増加せずに減ってしまう場合を考慮し、トルク算出部４５は、例えばこれらを考慮して締め付けトルクＴを算出する（ステップＳ２４）。このとき、トルク算出部４５は、例えば２打撃分や３打撃分のデータの移動平均によって締め付けトルクＴを算出する。但し、算出した打撃後との締め付けトルク算出バラツキが小さく締め付けトルクＴが単調増加する場合はこのステップＳ２４を飛ばして、次のステップを実施してもよい。

ここで、締め付けトルクＴの変化について説明する。図５に示すように、インパクト回転工具１１によるねじの締め付けが開始された直後はハンマ１９によってアンビル２０が打撃されない。このため、軸トルクセンサ２６の出力はねじやボルト等の締結部材の締め付けが進むにつれて徐々に増加する（図５中のＤで図示）。これに対し、トルクが一定値を超えることでハンマ１９によるアンビル２０の打撃が生じると、インパクトパルスＩＰが繰り返し発生する。それぞれのインパクトパルスＩＰに対して締め付けトルクＴを算出した値が更新され、その値が次の締め付けトルクＴ算出まで保持される。締め付けトルクＴの算出に時間を要するため、インパクトパルスＩＰから所定時間遅れて更新される。締め付けトルクＴはねじやボルト等の締結部材の締め付けが進むに従って次第に大きくなるため、トルク算出部４５によって算出された締め付けトルク値は、インパクトパルスＩＰが生じる毎に階段状に更新されることとなる。

そして、算出した締め付けトルクＴが閾値である目標トルクＴｏ未満である場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、停止判定部５５は、停止信号を出力することがないため、ステップＳ１４並びにステップＳ１６から繰り返され、動作が継続される。

また、算出した締め付けトルクＴが閾値である目標トルクＴｏ以上である場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、停止判定部５５は、モータ制御部５４に対してモータ１５における駆動電流の停止を指令する停止信号を出力する。そして、停止判定部５５からの停止信号が入力されたモータ制御部５４は、モータ１５への駆動電流の供給を停止させてモータ１５の駆動を停止させる（ステップＳ２６）。すなわち、制御部５０は、トルク算出部が算出したトルクが目標トルクＴｏに達した場合にモータ１５の駆動を停止させる。結果として、締め付けトルクＴが目標トルクＴｏになると、インパクト回転工具１１の駆動が停止される。

また、停止判定部５５は、記録部５６に操作者によって行われた作業毎の締め付けに要したトルク値や、締め付けに要した時間等が記録させる。そのため、例えば、作業が完了した後に、作業毎のトルク値や時間を操作者は得ることができるようになっている。

次に、本実施形態の効果を記載する。
（１）角加速度αと、測定トルクＴｓとを基に締め付けトルクＴを算出するため、角加速度αから締め付けトルクＴの類推する場合や測定トルクＴｓから締め付けトルクＴの類推する場合と比較して高精度に締め付けトルクＴを算出することができる。また、油圧を利用することで衝撃トルクの変動が比較的緩やかなオイルパルスやナットランナー等と比較してインパクトレンチやインパクトドライバー等のインパクト回転工具は軽量とすることができる。このため、トルク管理が容易且つ軽量な工具を提供できる。

（２）算出部を構成するトルク算出部４５は、締め付けトルクをＴ、測定トルクをＴｓ、慣性モーメントをＩ、角加速度をαとした場合に、Ｔ＝Ｔｓ×Ａ−Ｉ×α×Ｂ＋Ｃ （但し、Ａ，Ｂ，Ｃは係数）を用いて前記締め付けトルクを算出する。これにより、より確実に締め付けトルクＴを算出することができる。

（３）算出部を構成する角加速度算出部４３は、回転角測定部を構成する回転エンコーダ２７及び回転角算出部４２により測定された回転角の近似曲線を算出し、近似曲線の２回微分を行うことで角加速度αを算出する。これにより、複雑な演算処理をすることなく角加速度算出部４３による演算処理を容易とすることができる。

（４）算出部を構成する角加速度算出部４３は、回転角の近似曲線を２次の近似曲線として算出し、算出した２次の前記近似曲線の２回微分を行うことで前記角加速度αを算出する。これにより３次以上の近似曲線の導出が不要となり、複雑な演算処理をすることなく角加速度算出部４３による演算処理を容易とすることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、締まり期間である区間Ｐ２における角加速度αを一定として算出しているが、これに限らない。例えば締まり期間である区間Ｐ２よりも長い期間で前記回転角の近似曲線を算出してもよい。特に、区間Ｐ２から数点外れた角度θの情報（特に区間Ｐ１の一部の回転情報）を含んで角加速度αを算出することで、締まり期間である区間Ｐ２が短くなっても角度θの情報を得ることができるため、算出精度の向上に寄与できる。また、区間Ｐ２よりも短い期間で算出してもよい。特にトルクが低い内は区間Ｐ２が長いため、区間Ｐ２の前半部分の加速部分の期間を除き、後半部分の減速する部分の期間を用いて近似曲線を算出した方が算出精度の向上に寄与できる場合がある。

・上記実施形態では、特に言及していないが、例えばアンビル２０の当接部２０ａを弾性体とし、アンビル２０とハンマ１９の当接時における衝撃によるトルク変動を小さくしてもよい。この場合、軸トルク測定部によって測定される測定トルクＴｓは、前記所定時間内におけるピーク値として導出してもよい。これは、角加速度αが非常に小さくなることが期待できるため、締め付けトルクＴ≒測定トルクＴｓとみなすことができるためである。

・また、角加速度αとして、所定期間（締まり期間）である区間Ｐ２における測定値の平均値を用いる構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、角度θの近似曲線を２次の近似曲線として導出したが、３次以上としもよい。４次の近似曲線として導出した場合の一例を以下に示す。

角加速度αの算出方法として、前記区間Ｐ２の範囲での４次の近似曲線を作成する。４次近似曲線の式は次式で表される。

ここで、角加速度αは、角度θの２回微分で導出されることから次式で角加速度αを算出することができる。

このように、３次以上の高次の近似曲線を用いることで、角度θの変化をより高精度で得ることができるため、角加速度αをより高精度で算出することが可能となる。

・上記実施形態では、角加速度αを近似式（角度θの近似曲線）を用いて算出したがこれに限らない。例えば、図６に示すように、点Ｘ１−点Ｘ２間における速度ｖ１と、点Ｘ２−点Ｘ３間における速度ｖ２を用いて速度変化を算出するようにしてもよい。具体的には、角加速度αを次式によって算出する。

・モータ１５は、ブラシモータ又はブラシレスモータ以外の直流モータ又は交流モータでもよい。

・インパクト回転工具１１の駆動源は、モータに限らず、例えば、ソレノイドでもよい。また、モータやソレノイドのような電動式の駆動源に限らず、油圧式の駆動源でもよい。

・インパクト回転工具１１は充電式でないＡＣインパクト回転工具やエア式インパクト回転工具でもよい。
・トルクセンサとして、歪みゲージを主軸２１に接着固定してスリップリングや非接触通信でデータを取得する構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、インパクト回転工具を把持可能な手持ち式としたが、これに限らない。
・インパクト回転工具の代わりにインパクト回転工具に取り付ける先端アタッチメントとしてもよい。例えば、図７に示すように先端アタッチメント７０は、ハウジング７１内を貫通する貫通軸７２を備える。貫通軸７２は、その一端部が例えばインパクト回転工具１１のチャック部１３ａに取着されて主軸２１の回転が伝達されるようになっている。貫通軸７２の他端には先端工具２４が取着される。また、アタッチメント７０のハウジング７１は、前記貫通軸７２の回転に伴う連れ回りを抑えるため、インパクト回転工具１１の胴部１３と固定部材７３によって固定されている。

また、軸部を構成する貫通軸７２には、軸トルクセンサ２６と、回転エンコーダ２７とが取り付けられている。軸トルクセンサ２６及び回転エンコーダ２７は、ハウジング７１内に収容された演算回路７４と電気的に接続されている。演算回路７４は、例えば上記実施形態での軸トルク測定部４１、回転角算出部４２、角加速度算出部４３、慣性モーメント設定部４４、トルク算出部、バッファ部４６、停止判定部５５及び記録部５６を有する。このため、例えば、演算回路７４内の停止判定部５５により算出した締め付けトルクＴが目標トルクＴｏに達すると、インパクト回転工具１１内の本体制御回路３０（モータ制御部５４）に停止信号を発する。また、インパクト回転工具１１側からはトルク設定部５１で設定された設定トルク情報が演算回路７４に出力可能となっている。

なお、上記先端アタッチメント７０の構成は一例であって、少なくとも回転エンコーダ２７及び軸トルクセンサ２６を備え、これらの情報をインパクト回転工具１１側の本体制御回路３０に出力可能であれば適宜変更してもよい。

・上記実施形態並びに上記各変形例は適宜組み合わせてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（付記１）
請求項８に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、前記締め付けトルクをＴ、測定トルクをＴｓ、慣性モーメントをＩ、角加速度をαとした場合に、
Ｔ＝Ｔｓ×Ａ−Ｉ×α×Ｂ＋Ｃ （但し、Ａ，Ｂ，Ｃは係数）
を用いて前記締め付けトルクを算出することを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。

（付記２）
請求項８又は前記付記１に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、前記回転角測定部により測定された前記回転角の近似曲線を算出し、前記近似曲線の２回微分を行うことで前記角加速度を算出することを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。

（付記３）
前記付記２に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、前記回転角の近似曲線を２次の近似曲線として算出し、算出した２次の前記近似曲線の２回微分を行うことで前記角加速度を算出することを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。

（付記４）
請求項８又は前記付記１に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、前記測定トルク及び前記角加速度として、それぞれ所定期間内における値の平均値を用いることを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。

（付記５）
前記付記４に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記算出部は、直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する締まり期間を少なくとも一部含んだ期間で前記回転角の近似曲線を算出することを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。

（付記６）
請求項８又は前記付記１に記載のインパクト回転工具用先端アタッチメントにおいて、
前記トルク測定部によって測定される測定トルクは、前記所定時間内におけるピーク値であることを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。

１１…インパクト回転工具、１７…インパクト力発生部、２４…先端工具、２６…トルク測定部を構成する軸トルクセンサ、２７…回転角測定部を構成する回転エンコーダ、４１…トルク測定部を構成する軸トルク測定部、４２…回転角測定部を構成する回転角算出部、４３…算出部を構成する角加速度算出部、４５…算出部を構成するトルク算出部、５０…制御部、α…角加速度、Ｔ…締め付けトルク、Ｔｓ…測定トルク。

Claims (8)

1. 駆動源の動力をパルス状のトルクに変化させてインパクト力を発生させるインパクト力発生部と、
   発生した前記インパクト力によりパルス状のトルクを先端工具に伝達する軸部と、
   前記軸部に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部と、
   前記軸部の回転角を測定する回転角測定部と、
   測定した前記回転角を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出する算出部と、
   前記締め付けトルクを基に前記駆動源を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とするインパクト回転工具。
2. 請求項１に記載のインパクト回転工具において、
   前記算出部は、前記締め付けトルクをＴ、測定トルクをＴｓ、慣性モーメントをＩ、角加速度をαとした場合に、
   Ｔ＝Ｔｓ×Ａ−Ｉ×α×Ｂ＋Ｃ （但し、Ａ，Ｂ，Ｃは係数）
   を用いて前記締め付けトルクを算出することを特徴とするインパクト回転工具。
3. 請求項１又は２に記載のインパクト回転工具において、
   前記算出部は、前記回転角測定部により測定された前記回転角の近似曲線を算出し、前記近似曲線の２回微分を行うことで前記角加速度を算出することを特徴とするインパクト回転工具。
4. 請求項３に記載のインパクト回転工具において、
   前記算出部は、前記回転角の近似曲線を２次の近似曲線として算出し、算出した２次の前記近似曲線の２回微分を行うことで前記角加速度を算出することを特徴とするインパクト回転工具。
5. 請求項１又は２に記載のインパクト回転工具において、
   前記算出部は、前記測定トルク及び前記角加速度として、それぞれ所定期間内における値の平均値を用いることを特徴とするインパクト回転工具。
6. 請求項５に記載のインパクト回転工具において、
   前記算出部は、直前の打撃時における最大角度と、今回の打撃時における最大角度との差分に対応する締まり期間を少なくとも一部含んだ期間で前記回転角の近似曲線を算出することを特徴とするインパクト回転工具。
7. 請求項１又は２に記載のインパクト回転工具において、
   前記トルク測定部によって測定される測定トルクは、所定時間内におけるピーク値であることを特徴とするインパクト回転工具。
8. インパクト回転工具で発生したインパクト力を先端工具に伝達する軸部に加わるトルクである測定トルクを測定するトルク測定部と、
   前記軸部の回転角を測定する回転角測定部と、
   測定した前記回転角を基に角加速度を算出し、該角加速度と前記測定トルクとを基に締め付けトルクを算出する算出部と、
   を備えたことを特徴とするインパクト回転工具用先端アタッチメント。